JP3919059B2

JP3919059B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3919059B2
Application number: JP2000177979A
Authority: JP
Inventors: 数佳増井
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2020-06-14
Also published as: JP2001355496A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に内燃機関の空燃比制御を行う際に、フロント空燃比センサとリヤ空燃比センサとの検出信号を利用し、排気ガスの浄化性能を向上し得る内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される内燃機関には、排気通路に排気センサとしてＯ２センサを設け、このＯ２センサの出力する検出信号に基づき空燃比が目標値になるようフィードバック制御する制御手段を備えた空燃比制御装置を設けたものがある。
【０００３】
内燃機関の空燃比制御装置としては、特開平８−１７７５７２号公報及び特開平８−２９１７３９号公報に開示されるものがある。
【０００４】
特開平８−１７７５７２号公報に開示される内燃機関の空燃比制御装置は、機関の排気通路内の触媒コンバータの上流と下流に配設された上流側と下流側との空燃比センサと、空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、キャニスタから制御弁を介してパージガスを導入する空燃比制御装置において、パージガスが機関の吸気系へ導入されているか否かを検出するパージ導入検出手段と、下流側空燃比センサの出力信号に応じて空燃比フィードバック制御定数を演算する制御定数演算手段と、パージ導入検出手段によりパージガスが導入されていると判別されたとき、制御定数演算手段により演算された空燃比フィードバック制御定数を所定値以下に補正する第一制御定数補正手段と、を備え、パージガスの導入による影響をサブフィードバックが受けないようにし、空燃比の一時的な変動の影響を受けず、エミッションが発生しないようにしている。
【０００５】
特開平８−２９１７３９号公報に開示される空燃比制御装置は、排気ガス中のＮＯｘ濃度が濃いと推定される運転領域において、サブ空燃比フィードバック制御を禁止することにより、触媒下流でのＯ２とＮ２との反応によるＮＯｘの生成、すなわちＯ２の消費に伴う、サブＯ２センサの酸素濃度誤判定を防止し、また、サブＯ２センサの基準電圧を補正することにより、Ｏ２消費に伴う酸素濃度の低下を吸収し、サブ空燃比フィードバック補正精度の悪化を防止し、空燃比制御精度を更に向上させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の内燃機関の空燃比制御装置において、現行の北米ＯＲＶＲ（「オンボード・リフューエル・ベーパ・リカバリー」の略）システム（北米仕様で、法規上必要なシステム）では、パージ制御中にベース空燃比が薄くなる傾向があり、現在の空燃比制御では、排気ガスに悪影響を与える場合がある。
【０００７】
また、Ｏ２センサである空燃比センサのばらつき等を考慮し、空燃比制御を行っているが、パージ制御とセンサ特性とにより空燃比がかなり薄くなる傾向になる場合もある。
【０００８】
更に、現行の空燃比制御は、排気マニホルドに取り付けられている空燃比センサ付近を流れる排気ガスによって行っていることにより、排気マニホルドに取り付けられている空燃比センサであるフロント空燃比センサよりも下流側の排気ガスの空燃比が薄くなっていたとしても、制御することができず、排出される排気ガスが悪化する惧れがあるという不都合がある。
【０００９】
ここで、現行の空燃比制御を、図４の制御用フローチャートに沿って説明する。
【００１０】
エンジン２がスタート（４００）すると、制御用プログラムがスタートし、エンジン２が完爆したか否かの判断（４０２）を行う。
【００１１】
判断（４０２）がＮＯの場合には、この判断（４０２）がＹＥＳとなるまで判断（４０２）を繰り返し行い、判断（４０２）がＹＥＳとなった場合には、フロント空燃比センサの活性状態の判定（４０４）を行い、このフロント空燃比センサが活性状態となっているか否かの判断（４０６）を行う。
【００１２】
そして、この判断（４０６）がＮＯの場合には、判断（４０６）がＹＥＳとなるまで判断（４０６）を繰り返し行い、判断（４０６）がＹＥＳとなった場合には、フロント空燃比センサのリッチ（Ｒｉｃｈ）・リーン（Ｌｅａｎ）レベル検出（４０８）を行う。
【００１３】
このフロント空燃比センサのリッチ・リーンレベル検出（４０８）は、フロント空燃比センサの出力電圧ａ０ｘＦＬを検出するものである。
【００１４】
フロント空燃比センサの出力電圧ａ０ｘＦＬを検出した後には、フロント空燃比センサのリッチ・リーン判定（４１０）を行う。
【００１５】
このフロント空燃比センサのリッチ・リーン判定（４１０）は、フロント空燃比センサの出力電圧ａ０ｘＦＬが５００ｍＶ以上の場合にリッチと判定し、出力電圧ａ０ｘＦＬが４６０ｍＶ未満の場合にリーンと判定する。
【００１６】
また、前記フロント空燃比センサのリッチ・リーン判定（４１０）の後には、アイドルスイッチがＯＮ状態且つ車速ＶＳＰが１０ｋｍ／ｈ以下であるか否かの判断（４１２）を行う。
【００１７】
この判断（４１２）において、判断（４１２）がＹＥＳの場合には、アイドル空燃比補正係数にて補正制御を実施（４１４）し、この実施後にフロント空燃比センサの活性状態の判定（４０４）に戻り、判断（４１２）がＮＯの場合には、パーシャル空燃比補正係数にて補正制御を実施（４１６）し、この実施後にフロント空燃比センサの活性状態の判定（４０４）に戻る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、内燃機関の排気通路途中に触媒を設け、この触媒の上流側にフロント空燃比センサを設けるとともに、触媒の下流側にリヤ空燃比センサを設けた内燃機関の空燃比制御装置において、この内燃機関の空燃比制御装置に、前記フロント空燃比センサとリヤ空燃比センサとの検出信号に基づき実際の空燃比が目標空燃比になるよう制御する制御手段を備え、前記内燃機関の吸気通路にキャニスタを連通して吸気通路にパージガスを導入するパージ通路を設け、このパージ通路途中にパージ制御弁を設けるとともにパージ制御弁の開閉状態を検出する開閉検知手段を設け、前記パージ制御弁が開放され且つ前記リヤ空燃比センサの出力電圧が設定電圧以下のときには、パージ制御弁が開放されてから一定時間経過した後、空燃比補正係数をパージガスが導入されない状態の空燃比補正係数よりも増加させるべく制御する機能を前記制御手段に設けたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、パージ制御弁が開放され且つリヤ空燃比センサの出力電圧が設定電圧以下のときには、制御手段によって空燃比補正係数をパージガスが導入されない状態の空燃比補正係数よりも増加させるべく制御し、パージガス導入による一時的なリッチ状態を、一般的なリッチ状態として判定し、通常の空燃比制御時を行うことによって生ずるリーン状態を防止し、排気ガスの浄化性能を向上している。
【００２０】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００２１】
図１〜図３はこの発明の実施例を示すものである。図２において、２は図示しない車両に搭載されたエンジン、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はヘッドカバー、１０はピストン、１２は燃焼室、１４は吸気ポート、１６は排気ポート、１８は吸気弁、２０は排気弁、２２は点火プラグである。
【００２２】
エンジン２は、吸気系としてエアクリーナ２４と吸気管２６とスロットルボディ２８とサージタンク３０と吸気マニホルド３２とを順次に接続し、吸気ポート１４に連通する吸気通路３４を設けている。スロットルボディ２８の吸気通路３４には、スロットル弁３６を設けている。
【００２３】
また、エンジン２は、排気系として排気マニホルド３８と排気管４０と触媒コンバータ４２とを順次に接続し、排気ポート１６に連通する排気通路４４を設けている。触媒コンバータ４２内には、触媒４６を設けている。エンジン２は、排気通路４４と吸気通路３４とを連通するＥＧＲ通路４８を設け、ＥＧＲ通路４８にＥＧＲ制御弁５０を設けている。
【００２４】
前記エンジン２は、ヘッドカバー８にＰＣＶバルブ５２を取り付けて設け、このＰＣＶバルブ５２を介してヘッドカバー８内とサージタンク３０の吸気通路３４とを連通する第１ブローバイガス通路５４を設け、ヘッドカバー８内とスロットルボディ２８の吸気通路３４とを連通する第２ブローバイガス通路５６を設けている。
【００２５】
前記エンジン２は、シリンダヘッド６に燃焼室１２に指向させて燃料噴射弁５８を設けている。燃料噴射弁５８は、燃料供給通路６０により燃料タンク６２に連絡されている。燃料タンク６２内には、燃料供給通路６０に燃料を送給する燃料ポンプ６４と、燃料レベルセンサ６６と、燃料カットバルブ６８と、燃料タンクインレットバルブ７０と、タンク圧力センサ７２を設けている。
【００２６】
前記燃料供給通路６０の途中には、燃料圧力を調整するプレッシャレギュレータ６８を設けている。プレッシャレギュレータ７４は、サージタンク３０の吸気通路３４の圧力を調整圧力用通路７６により調整圧力として導入し、燃料圧力を所定圧に調整して余剰の燃料を燃料戻し通路７８により燃料タンク６２に戻す。
【００２７】
前記燃料タンク６２には、コントロールバルブ８０を介してエバポ通路８２の一端側を連通している。エバポ通路８２の他端側は、キャニスタ８４に連通されている。また、前記燃料カットバルブ６８は、タンク圧コントロールソレノイドバルブ８６を介して、第１連絡通路８８によって前記キャニスタ８４に連絡して設けている。
【００２８】
そして、連絡通路８８途中にタンク圧コントロールソレノイドバルブ８６をバイパスする第２連絡通路であるバイパス通路９０を設け、このバイパス通路９０途中に第１タンク圧コントロールバルブ９２を設けている。
【００２９】
更に、連絡通路８８には、燃料タンクインレットバルブ７０の開口側とコントロールバルブ８０とに夫々連絡する第３連絡通路９４を設け、この第３連絡通路９４途中に第２タンク圧コントロールバルブ９６を設けている。
【００３０】
前記キャニスタ８４には、パージ通路９８の一端側を連通している。パージ通路９８の他端側は、サージタンク３０の吸気通路３４に連通している。パージ通路９８の途中には、パージ量を調整するパージ制御弁１００を設けている。
【００３１】
前記エンジン２は、スロットル弁３６を迂回してスロットルボディ２８の吸気通路３４とサージタンク３０の吸気通路３４とを連通するバイパス通路１０２を設けている。バイパス通路１０２の途中には、バイパス空気量を調整するバイパス空気量制御弁１０４を設けている。
【００３２】
前記エンジン２には、点火プラグ２２に飛び火させるイグニションコイル１０６を設け、クランク角及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ１０８を設け、エンジン２の冷却水温度を検出する水温センサ１１０を設け、スロットル弁３６のスロットル開度を検出するスロットルセンサ１１２を設け、吸気通路３４の吸気温度を検出する吸気温センサ１１４を設け、吸気通路３４の吸気量を検出する吸気量センサ１１６を設け、前記触媒コンバータ４２の上流側に排気通路４４の排気ガス中の酸素濃度を検出するフロント空燃比センサ１１８を設け、前記触媒コンバータ４２の下流側に排気通路４４の排気ガス中の酸素濃度を検出するリヤ空燃比センサ１２０を設けている。
【００３３】
前記ＥＧＲ制御弁５０と燃料噴射弁５８と燃料ポンプ６４とパージ制御弁１００とバイパス空気量制御弁１０４とイグニションコイル１０６とクランク角センサ１０８と水温センサ１１０とスロットルセンサ１１２と吸気温センサ１１４と吸気量センサ１１６とフロント空燃比センサ１１８とリヤ空燃比センサ１２０とは、空燃比制御装置１２２を構成する制御手段１２４に接続されている。なお、符号１２６は前記キャニスタ８４の大気開放通路、１２８は、大気開放通路１２６途中に介設され、且つ前記制御手段１２４に接続される大気開閉弁、１３０は大気開放通路１２６途中に介設されるエアフィルタである。
【００３４】
前記空燃比制御装置１２２は、パージ制御弁１００の開閉状態を検出する開閉検知手段、例えば制御手段１２４のパージ制御信号からパージ制御弁１００の開閉状態を検出する機能を前記制御手段１２４に付加して設け、前記パージ制御弁１００が開放され且つ前記リヤ空燃比センサ１２０の出力電圧が設定電圧以下のときには、空燃比補正係数をパージガスが導入されない状態の空燃比補正係数よりも増加させるべく制御する機能をも前記制御手段１２４に付加して設ける。
【００３５】
詳述すれば、前記パージ制御弁１００が開放、つまりパージ制御が開始されてパージ制御中となり、且つモニタしていた前記リヤ空燃比センサ１２０の出力電圧ａ０ｘＲＬが設定電圧ＸｍＶ以下のときに、パージガスが導入されない状態の空燃比補正係数よりも増加、例えばパーシャル空燃比補正係数に補正係数ＭＧＰ（空燃比補正制御：比例分）、ＭＧＩ（空燃比補正制御：積分分）を加算し、加算後のパーシャル空燃比補正係数にて補正制御を実施するものである。
【００３６】
なお、設定電圧ＸｍＶは、例えば１５０ｍＶ程度に設定され、この値は、通常の標準的な空燃比センサが、通常の制御状態では示すことのないような値となっている。
【００３７】
前記パーシャル空燃比補正係数は、
ＰＬＡ＝ＰＬ０：リッチからリーン反転時の比例分（スキップ量）
ＰＲＡ＝ＰＲ０：リーンからリッチ反転時の比例分（スキップ量）
ＩＮＴＥＬＡ＝ＩＬ０
ＩＮＴＥＬＡ：リーン時の積分値（分）
ＩＮＴＥＲＡ＝ＩＲ０
ＩＮＴＥＲＡ：リッチ時の積分値（分）
からなる。
【００３８】
そして、パーシャル空燃比補正係数に補正係数ＭＧＰ（空燃比補正制御：比例分）、ＭＧＩ（空燃比補正制御：積分分）を加算する場合には、以下の如く処理する。
ＰＬＡ＝ＰＬ０＋ＭＧＰ
ＰＲＡ＝ＰＲ０
ＩＮＴＥＬＡ＝ＩＬ０＋ＭＧＩ
ＩＮＴＥＲＡ＝ＩＲ０
【００３９】
また、前記制御手段１２４は、パージ制御弁１００が開放、つまりパージ制御が開始されてパージ制御中となっていても、モニタしていた前記リヤ空燃比センサ１２０の出力電圧ａ０ｘＲＬが設定電圧ＸｍＶ以下となっていない場合には、上述したパーシャル空燃比補正係数によって補正制御を実施する。
【００４０】
更に、車両運転状態がアイドル運転時である場合には、アイドル空燃比補正係数にて補正制御を実施する。このアイドル空燃比補正係数は、
ＰＬＡ＝ＩＤＬＥＰＬ
ＰＲＡ＝ＩＤＬＥＰＲ
ＩＮＴＥＬＡ＝ＩＤＬＥＩＬ
ＩＮＴＥＲＡ＝ＩＤＬＥＩＲ
である。
【００４１】
次に、図１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００４２】
エンジン２がスタート（２００）すると、制御用プログラムがスタートし、エンジン２が完爆したか否かの判断（２０２）を行う。
【００４３】
判断（２０２）がＮＯの場合には、この判断（２０２）がＹＥＳとなるまで判断（２０２）を繰り返し行い、判断（２０２）がＹＥＳとなった場合には、フロントのＯ２センサ（「Ｆ：Ｏ２センサ」とも記載する）であるフロント空燃比センサ１１８の活性状態の判定（２０４）を行い、このフロント空燃比センサ１１８が活性状態となっているか否かの判断（２０６）を行う。
【００４４】
そして、この判断（２０６）がＮＯの場合には、判断（２０６）がＹＥＳとなるまで判断（２０６）を繰り返し行い、判断（２０６）がＹＥＳとなった場合には、フロント空燃比センサ１１８のリッチ（Ｒｉｃｈ）・リーン（Ｌｅａｎ）レベル検出（２０８）を行う。
【００４５】
このフロント空燃比センサ１１８のリッチ・リーンレベル検出（２０８）は、フロント空燃比センサ１１８の出力電圧ａ０ｘＦＬを検出するものである。
【００４６】
フロント空燃比センサ１１８の出力電圧ａ０ｘＦＬを検出した後には、フロント空燃比センサ１１８のリッチ・リーン判定（２１０）を行う。
【００４７】
このフロント空燃比センサ１１８のリッチ・リーン判定（２１０）は、フロント空燃比センサ１１８の出力電圧ａ０ｘＦＬが５００ｍＶ以上の場合にリッチと判定し、出力電圧ａ０ｘＦＬが４６０ｍＶ未満の場合にリーンと判定する。
【００４８】
また、前記フロント空燃比センサ１１８のリッチ・リーン判定（２１０）の後には、アイドルスイッチがＯＮ状態且つ車速ＶＳＰが１０ｋｍ／ｈ以下であるか否かの判断（２１２）を行う。
【００４９】
この判断（２１２）において、判断（２１２）がＹＥＳの場合には、アイドル空燃比補正係数にて補正制御を実施（２１４）し、この実施後に上述したフロントのＯ２センサであるフロント空燃比センサ１１８の活性状態の判定（２０４）に戻り、判断（２１２）がＮＯの場合には、キャニスタパージ制御判定（２１６）を行い、パージ制御がＯＮされているか否かの判断（２１８）を行う。
【００５０】
更に、パージ制御がＯＮされているか否かの判断（２１８）において、判断（２１８）がＮＯの場合には、パーシャル空燃比補正係数にて補正制御を実施（２２０）し、この実施後に上述したフロントのＯ２センサであるフロント空燃比センサ１１８の活性状態の判定（２０４）に戻り、判断（２１８）がＹＥＳの場合には、リヤのＯ２センサ（「Ｒ：Ｏ２センサ」とも記載する）であるリヤ空燃比センサ１２０の出力電圧ａ０ｘＲＬが設定電圧ＸｍＶ以下であるか否かの判断（２２２）を行う。
【００５１】
そして、この判断（２２２）がＮＯの場合には、パーシャル空燃比補正係数にて補正制御を実施（２２０）し、この実施後に上述したフロントのＯ２センサであるフロント空燃比センサ１１８の活性状態の判定（２０４）に戻り、判断（２２２）がＹＥＳの場合には、パーシャル空燃比補正係数に補正係数ＭＧＰ（空燃比補正制御：比例分）、ＭＧＩ（空燃比補正制御：積分分）を加え（２２４）、この加えた後の値にて補正制御を実施し、この実施後に上述したフロントのＯ２センサであるフロント空燃比センサ１１８の活性状態の判定（２０４）に戻る。
【００５２】
このとき、パーシャル空燃比補正係数に補正係数ＭＧＰ（空燃比補正制御：比例分）、ＭＧＩ（空燃比補正制御：積分分）を加え（２２４）た後の値にて補正制御が実施されると、図３に示す如く、所定のディレイの後に、パーシャル空燃比補正係数に補正係数ＭＧＰとＭＧＩとが加えられることとなり、パージ制御がＯＦＦとなるまで継続され、パージ制御のＯＦＦ時には、所定のディレイの後に通常（「初期」と言い換えることもできる）のパーシャル空燃比補正係数に戻る。
【００５３】
これにより、パージガスがエンジン２の燃焼室１２に導入されることによる一時的なリッチ状態を、一般的なリッチ状態として判定し、通常の空燃比制御を行うことによって生ずるリーン状態を防止することが可能となり、排気ガスの浄化性能を向上し得て、実用上有利である。
【００５４】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００５５】
例えば、キャニスタからのパージ量を予測し、見込み制御を行う特別構成とすることも可能である。
【００５６】
すなわち、パージ制御によるパージ量は、時間の経過に伴って徐々に減少するものと思料される。そして、この減少割合は、空燃比センサや車速センサ等の各種センサ類の計測数値から演算することが可能である。
【００５７】
また、前記キャニスタからの初期パージ量は、車両の運転状態や吸気温度及び外気温度等の雰囲気状況、そしてキャニスタの吸着量等から求めることができる。
【００５８】
さすれば、前記パージ制御の際のパージ量の減少割合を補うべく、補正係数の増量分を演算し、パージ制御の開始時から演算後の補正係数の増量分によって見込み制御を行い、パージガスがエンジンの燃焼室に導入された際に生ずるリーン化傾向を確実に防止し、的確な空燃比制御を実現することが可能である。
【００５９】
また、前記見込み制御を実施した際に、空燃比制御が不十分であると判断される場合には、空燃比センサの検出信号によるフィードバック制御を併用すれば、より一層的確な空燃比制御を実施することが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、パージガスがエンジンの燃焼室に導入されることによる一時的なリッチ状態を、一般的なリッチ状態として判定し、通常の空燃比制御を行うことによって生ずるリーン状態を防止することが可能となり、排気ガスの浄化性能を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す内燃機関の空燃比制御装置の制御用フローチャートである。
【図２】内燃機関の空燃比制御装置の概略構成図である。
【図３】内燃機関の空燃比制御装置の制御用タイムチャートである。
【図４】この発明の従来技術を示す内燃機関の空燃比制御装置の制御用フローチャートである。
【符号の説明】
２エンジン
３８排気マニホルド
４０排気管
４２触媒コンバータ
４４排気通路
４６触媒
５８燃料噴射弁
８２エバポ通路
８４キャニスタ
９８パージ通路
１００パージ制御弁
１１８フロント空燃比センサ
１２０リヤ空燃比センサ
１２２空燃比制御装置
１２４制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, and in particular, when performing air-fuel ratio control of an internal combustion engine, uses detection signals from a front air-fuel ratio sensor and a rear air-fuel ratio sensor to improve exhaust gas purification performance. The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
An internal combustion engine mounted on a vehicle is provided with an O2 sensor as an exhaust sensor in an exhaust passage, and an air-fuel ratio control provided with control means for performing feedback control based on a detection signal output from the O2 sensor so that the air-fuel ratio becomes a target value. Some have a device.
[0003]
As an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, there are those disclosed in JP-A-8-177572 and JP-A-8-291739.
[0004]
An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-177572 is provided with an upstream and downstream air-fuel ratio sensor disposed upstream and downstream of a catalytic converter in an engine exhaust passage, Whether the purge gas is introduced into the intake system of the engine in the fuel injection amount calculation means for calculating the fuel injection amount so that the fuel ratio becomes the target air-fuel ratio and the air-fuel ratio control device that introduces the purge gas from the canister via the control valve A purge introduction detecting means for detecting whether or not, a control constant calculating means for calculating an air-fuel ratio feedback control constant in accordance with an output signal of the downstream air-fuel ratio sensor, and a purge introduction detecting means for determining that the purge gas has been introduced. A first control constant correcting means for correcting the air-fuel ratio feedback control constant calculated by the control constant calculating means to a predetermined value or less, and a purge gas And the effect of introducing kept free sub feedback, without the influence of temporal fluctuations in the air-fuel ratio, the emission is prevented from being generated.
[0005]
The air-fuel ratio control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-291739 discloses that the sub-air-fuel ratio feedback control is prohibited in the operating region where the NOx concentration in the exhaust gas is estimated to be high, thereby reducing the O2 downstream of the catalyst. NOx generation due to reaction with N2, that is, oxygen concentration misjudgment of sub O2 sensor due to consumption of O2 is prevented, and oxygen concentration is reduced due to O2 consumption by correcting the reference voltage of sub O2 sensor Is absorbed, the deterioration of the sub air-fuel ratio feedback correction accuracy is prevented, and the air-fuel ratio control accuracy is further improved.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional air-fuel ratio control system for an internal combustion engine, in the current North American ORVR (abbreviation of “onboard refuel vapor recovery”) system (North American specification, a system required by law), during purge control The base air-fuel ratio tends to be thin, and the current air-fuel ratio control may adversely affect the exhaust gas.
[0007]
In addition, the air-fuel ratio control is performed in consideration of variations in the air-fuel ratio sensor, which is an O2 sensor, but the air-fuel ratio may tend to be considerably thin due to the purge control and the sensor characteristics.
[0008]
Further, the current air-fuel ratio control is performed by the exhaust gas flowing in the vicinity of the air-fuel ratio sensor attached to the exhaust manifold, so that it is downstream of the front air-fuel ratio sensor that is the air-fuel ratio sensor attached to the exhaust manifold. Even if the air-fuel ratio of the exhaust gas on the side is thin, there is a disadvantage that it cannot be controlled and the exhaust gas discharged may be deteriorated.
[0009]
Here, the current air-fuel ratio control will be described with reference to the control flowchart of FIG.
[0010]
When the engine 2 is started (400), the control program is started, and it is determined (402) whether or not the engine 2 has completely exploded.
[0011]
If the determination (402) is NO, the determination (402) is repeated until the determination (402) is YES. If the determination (402) is YES, the active state of the front air-fuel ratio sensor is determined. A determination (404) is made, and a determination (406) is made as to whether or not the front air-fuel ratio sensor is in an active state.
[0012]
If the determination (406) is NO, the determination (406) is repeated until the determination (406) is YES. If the determination (406) is YES, the richness of the front air-fuel ratio sensor is determined. (Rich) and Lean level detection (408) is performed.
[0013]
The rich / lean level detection (408) of the front air-fuel ratio sensor detects the output voltage a0xFL of the front air-fuel ratio sensor.
[0014]
After detecting the output voltage a0xFL of the front air-fuel ratio sensor, the rich / lean determination (410) of the front air-fuel ratio sensor is performed.
[0015]
The rich / lean determination (410) of the front air-fuel ratio sensor is determined to be rich when the output voltage a0xFL of the front air-fuel ratio sensor is 500 mV or more, and is determined to be lean when the output voltage a0xFL is less than 460 mV.
[0016]
Further, after the rich / lean determination (410) of the front air-fuel ratio sensor, it is determined (412) whether or not the idle switch is ON and the vehicle speed VSP is 10 km / h or less.
[0017]
In this determination (412), when the determination (412) is YES, correction control is performed using the idle air-fuel ratio correction coefficient (414), and after this execution, the determination of the active state of the front air-fuel ratio sensor (404) is performed. Returning, if the determination (412) is NO, correction control is performed using the partial air-fuel ratio correction coefficient (416), and after this execution, the process returns to determination of the active state of the front air-fuel ratio sensor (404).
[0018]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to eliminate the above-described disadvantages, the present invention provides a catalyst in the middle of the exhaust passage of the internal combustion engine, a front air-fuel ratio sensor upstream of the catalyst, and a rear air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst. In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, the control for controlling the air-fuel ratio control apparatus for the internal-combustion engine so that the actual air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio based on detection signals from the front air-fuel ratio sensor and the rear air-fuel ratio sensor. A purge passage for introducing a purge gas into the intake passage by connecting a canister to the intake passage of the internal combustion engine, providing a purge control valve in the middle of the purge passage, and detecting opening / closing of the purge control valve Means for opening the purge control valve when the purge control valve is opened and the output voltage of the rear air-fuel ratio sensor is lower than a set voltage. After a lapse et predetermined time, characterized by providing an air-fuel ratio correction coefficient to the control means the function of controlling so as to increase than the air-fuel ratio correction coefficient in a state where the purge gas is not introduced.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
By inventing as described above, when the purge control valve is opened and the output voltage of the rear air-fuel ratio sensor is equal to or lower than the set voltage, the control means increases the air-fuel ratio correction coefficient more than the air-fuel ratio correction coefficient in the state where the purge gas is not introduced. Control, and determine the temporary rich state due to the introduction of purge gas as a general rich state, prevent the lean state caused by performing the normal air-fuel ratio control time, improve the exhaust gas purification performance Yes.
[0020]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0021]
1 to 3 show an embodiment of the present invention. In FIG. 2, 2 is an engine mounted on a vehicle (not shown), 4 is a cylinder block, 6 is a cylinder head, 8 is a head cover, 10 is a piston, 12 is a combustion chamber, 14 is an intake port, 16 is an exhaust port, 18 is An intake valve, 20 is an exhaust valve, and 22 is a spark plug.
[0022]
The engine 2 sequentially connects an air cleaner 24, an intake pipe 26, a throttle body 28, a surge tank 30, and an intake manifold 32 as an intake system, and an intake passage 34 communicating with the intake port 14 is provided. A throttle valve 36 is provided in the intake passage 34 of the throttle body 28.
[0023]
Further, the engine 2 is connected to an exhaust manifold 38, an exhaust pipe 40, and a catalytic converter 42 in order as an exhaust system, and an exhaust passage 44 communicating with the exhaust port 16 is provided. A catalyst 46 is provided in the catalytic converter 42. The engine 2 is provided with an EGR passage 48 that connects the exhaust passage 44 and the intake passage 34, and an EGR control valve 50 is provided in the EGR passage 48.
[0024]
The engine 2 is provided with a PCV valve 52 attached to the head cover 8, and a first blow-by gas passage 54 that connects the inside of the head cover 8 and the intake passage 34 of the surge tank 30 via the PCV valve 52 is provided. And a second blow-by gas passage 56 that communicates with the intake passage 34 of the throttle body 28.
[0025]
In the engine 2, a fuel injection valve 58 is provided in the cylinder head 6 so as to be directed to the combustion chamber 12. The fuel injection valve 58 is connected to a fuel tank 62 through a fuel supply passage 60. In the fuel tank 62, a fuel pump 64 for supplying fuel to the fuel supply passage 60, a fuel level sensor 66, a fuel cut valve 68, a fuel tank inlet valve 70, and a tank pressure sensor 72 are provided.
[0026]
In the middle of the fuel supply passage 60, a pressure regulator 68 for adjusting the fuel pressure is provided. The pressure regulator 74 introduces the pressure of the intake passage 34 of the surge tank 30 as an adjustment pressure through the adjustment pressure passage 76, adjusts the fuel pressure to a predetermined pressure, and returns excess fuel to the fuel tank 62 through the fuel return passage 78. .
[0027]
One end side of the evaporation passage 82 is communicated with the fuel tank 62 through a control valve 80. The other end side of the evaporation passage 82 communicates with the canister 84. The fuel cut valve 68 is provided in communication with the canister 84 through a first communication passage 88 via a tank pressure control solenoid valve 86.
[0028]
A bypass passage 90 that is a second communication passage that bypasses the tank pressure control solenoid valve 86 is provided in the middle of the communication passage 88, and a first tank pressure control valve 92 is provided in the middle of the bypass passage 90.
[0029]
Further, the communication passage 88 is provided with a third communication passage 94 that communicates with the opening side of the fuel tank inlet valve 70 and the control valve 80, and a second tank pressure control valve 96 is provided in the middle of the third communication passage 94. ing.
[0030]
One end of a purge passage 98 is communicated with the canister 84. The other end side of the purge passage 98 communicates with the intake passage 34 of the surge tank 30. A purge control valve 100 for adjusting the purge amount is provided in the middle of the purge passage 98.
[0031]
The engine 2 is provided with a bypass passage 102 that bypasses the throttle valve 36 and connects the intake passage 34 of the throttle body 28 and the intake passage 34 of the surge tank 30. In the middle of the bypass passage 102, a bypass air amount control valve 104 for adjusting the bypass air amount is provided.
[0032]
The engine 2 is provided with an ignition coil 106 for sparking the spark plug 22, a crank angle sensor 108 for detecting the crank angle and the engine speed, a water temperature sensor 110 for detecting the cooling water temperature of the engine 2, and a throttle. A throttle sensor 112 for detecting the throttle opening of the valve 36, an intake air temperature sensor 114 for detecting the intake air temperature of the intake passage 34, an intake air amount sensor 116 for detecting the intake air amount of the intake passage 34, and the catalytic converter are provided. A front air-fuel ratio sensor 118 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust passage 44 is provided upstream of the 42, and a rear air-fuel ratio for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust passage 44 downstream of the catalytic converter 42. A sensor 120 is provided.
[0033]
The EGR control valve 50, fuel injection valve 58, fuel pump 64, purge control valve 100, bypass air amount control valve 104, ignition coil 106, crank angle sensor 108, water temperature sensor 110, throttle sensor 112, intake air temperature sensor 114, and intake air The quantity sensor 116, the front air-fuel ratio sensor 118, and the rear air-fuel ratio sensor 120 are connected to the control means 124 that constitutes the air-fuel ratio control device 122. Reference numeral 126 denotes an air release passage of the canister 84, 128 is provided in the middle of the air release passage 126 and is connected to the control means 124, and 130 is provided in the middle of the air release passage 126. This is an air filter.
[0034]
The air-fuel ratio control device 122 adds an opening / closing detection means for detecting the opening / closing state of the purge control valve 100, for example, a function for detecting the opening / closing state of the purge control valve 100 from the purge control signal of the control means 124 to the control means 124. When the purge control valve 100 is opened and the output voltage of the rear air-fuel ratio sensor 120 is equal to or lower than a set voltage, the air-fuel ratio correction coefficient is controlled to be larger than the air-fuel ratio correction coefficient in a state where no purge gas is introduced. Functions are also provided in addition to the control means 124.
[0035]
More specifically, when the purge control valve 100 is opened, that is, purge control is started and purge control is being performed, and the output voltage a0xRL of the rear air-fuel ratio sensor 120 being monitored is equal to or lower than a set voltage XmV, purge gas Is increased from the air-fuel ratio correction coefficient in a state in which the air-fuel ratio is not introduced, for example, the correction coefficient MGP (air-fuel ratio correction control: proportional component) and MGI (air-fuel ratio correction control: integral component) are added to the partial air-fuel ratio correction factor. Correction control is performed using a partial air-fuel ratio correction coefficient.
[0036]
The set voltage XmV is set to about 150 mV, for example, and this value is a value that a normal standard air-fuel ratio sensor does not show in a normal control state.
[0037]
The partial air-fuel ratio correction coefficient is
PLA = PL0: Proportion of rich to lean reversal (skip amount)
PRA = PR0: Proportion of lean to rich inversion (skip amount)
INTERLA = IL0
INTERLA: Integral value when lean (minutes)
INTERERA = IR0
INTERA: Integration value when rich (minutes)
Consists of.
[0038]
When the correction coefficient MGP (air-fuel ratio correction control: proportional component) and MGI (air-fuel ratio correction control: integral component) are added to the partial air-fuel ratio correction coefficient, the following processing is performed.
PLA = PL0 + MGP
PRA = PR0
INTERLA = IL0 + MGI
INTERERA = IR0
[0039]
Further, the control means 124 is configured so that the monitored output voltage a0xRL of the rear air-fuel ratio sensor 120 is equal to or lower than the set voltage XmV even when the purge control valve 100 is opened, that is, purge control is started and purge control is in progress. If not, correction control is performed using the partial air-fuel ratio correction coefficient described above.
[0040]
Further, when the vehicle operating state is during idling, correction control is performed using an idle air-fuel ratio correction coefficient. This idle air-fuel ratio correction factor is
PLA = IDLEPL
PRA = IDLEPR
INTERLA = IDLEIL
INTERERA = IDLEIR
It is.
[0041]
Next, the operation will be described along the control flowchart of FIG.
[0042]
When the engine 2 is started (200), the control program is started, and it is determined (202) whether or not the engine 2 has completely exploded.
[0043]
If the determination (202) is NO, the determination (202) is repeated until the determination (202) is YES. If the determination (202) is YES, the front O2 sensor (“F: The active state of the front air-fuel ratio sensor 118 (also referred to as “O2 sensor”) is determined (204), and it is determined whether the front air-fuel ratio sensor 118 is in an active state (206).
[0044]
If the determination (206) is NO, the determination (206) is repeated until the determination (206) is YES. If the determination (206) is YES, the front air-fuel ratio sensor 118 Rich (Lean) level detection (208) is performed.
[0045]
This rich / lean level detection (208) of the front air-fuel ratio sensor 118 detects the output voltage a0xFL of the front air-fuel ratio sensor 118.
[0046]
After detecting the output voltage a0xFL of the front air-fuel ratio sensor 118, the rich / lean determination (210) of the front air-fuel ratio sensor 118 is performed.
[0047]
The rich / lean determination (210) of the front air-fuel ratio sensor 118 is determined to be rich when the output voltage a0xFL of the front air-fuel ratio sensor 118 is 500 mV or more, and is determined to be lean when the output voltage a0xFL is less than 460 mV.
[0048]
Further, after the rich / lean determination (210) of the front air-fuel ratio sensor 118, it is determined (212) whether or not the idle switch is ON and the vehicle speed VSP is 10 km / h or less.
[0049]
In this determination (212), if the determination (212) is YES, correction control is performed with the idle air-fuel ratio correction coefficient (214), and after this execution, the front air-fuel ratio sensor 118, which is the above-described front O2 sensor. Returning to the active state determination (204), if the determination (212) is NO, a canister purge control determination (216) is performed, and a determination is made as to whether the purge control is ON (218).
[0050]
Further, in the determination (218) of whether or not the purge control is ON, when the determination (218) is NO, the correction control is performed with the partial air-fuel ratio correction coefficient (220). Returning to the determination (204) of the active state of the front air-fuel ratio sensor 118 which is the front O2 sensor, if the determination (218) is YES, it is a rear O2 sensor (also referred to as “R: O2 sensor”). It is determined whether the output voltage a0xRL of the rear air-fuel ratio sensor 120 is equal to or lower than the set voltage XmV (222).
[0051]
If this determination (222) is NO, correction control is performed with the partial air-fuel ratio correction coefficient (220), and after this execution, the active state of the front air-fuel ratio sensor 118 which is the above-described front O2 sensor is determined. Returning to the determination (204), if the determination (222) is YES, a correction coefficient MGP (air-fuel ratio correction control: proportional component) and MGI (air-fuel ratio correction control: integral component) are added to the partial air-fuel ratio correction coefficient ( 224), the correction control is performed with the value after the addition, and after the execution, the process returns to the determination (204) of the active state of the front air-fuel ratio sensor 118 which is the front O2 sensor described above.
[0052]
At this time, when the correction coefficient MGP (air-fuel ratio correction control: proportional component) and MGI (air-fuel ratio correction control: integral component) are added to the partial air-fuel ratio correction coefficient (224), the correction control is performed with the value after As shown in FIG. 3, correction coefficients MGP and MGI are added to the partial air-fuel ratio correction coefficient after a predetermined delay, and continue until the purge control is turned OFF. When the purge control is OFF, the predetermined delay is applied. After that, it returns to the normal partial air-fuel ratio correction coefficient (which can also be referred to as “initial”).
[0053]
Thus, a temporary rich state caused by introducing the purge gas into the combustion chamber 12 of the engine 2 is determined as a general rich state, and a lean state caused by performing normal air-fuel ratio control can be prevented. This makes it possible to improve the exhaust gas purification performance, which is practically advantageous.
[0054]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various application modifications are possible.
[0055]
For example, a special configuration that predicts the purge amount from the canister and performs prospective control may be employed.
[0056]
That is, it is considered that the purge amount by the purge control gradually decreases with time. This reduction rate can be calculated from the measured values of various sensors such as an air-fuel ratio sensor and a vehicle speed sensor.
[0057]
The initial purge amount from the canister can be obtained from the operating state of the vehicle, the atmospheric conditions such as the intake air temperature and the outside air temperature, the adsorption amount of the canister, and the like.
[0058]
Then, in order to compensate for the reduction rate of the purge amount during the purge control, the amount of increase of the correction coefficient is calculated, and the prospective control is performed based on the amount of increase of the correction coefficient after the calculation from the start of the purge control. It is possible to reliably prevent the lean tendency that occurs when the engine is introduced into the combustion chamber of the engine, and to realize accurate air-fuel ratio control.
[0059]
In addition, when it is determined that the air-fuel ratio control is insufficient when the predictive control is performed, more accurate air-fuel ratio control is performed by using feedback control based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor. It becomes possible to do.
[0060]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the temporary rich state due to the purge gas being introduced into the combustion chamber of the engine is determined as a general rich state, and normal air-fuel ratio control is performed. The resulting lean condition can be prevented, and the exhaust gas purification performance can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart for control of an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.
FIG. 3 is a time chart for control of an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.
FIG. 4 is a control flowchart of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine showing the prior art of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Engine 38 Exhaust manifold 40 Exhaust pipe 42 Catalytic converter 44 Exhaust passage 46 Catalyst 58 Fuel injection valve 82 Evaporation passage 84 Canister 98 Purge passage 100 Purge control valve 118 Front air-fuel ratio sensor 120 Rear air-fuel ratio sensor 122 Air-fuel ratio control device 124 Control means

Claims

内燃機関の排気通路途中に触媒を設け、この触媒の上流側にフロント空燃比センサを設けるとともに、触媒の下流側にリヤ空燃比センサを設けた内燃機関の空燃比制御装置において、この内燃機関の空燃比制御装置に、前記フロント空燃比センサとリヤ空燃比センサとの検出信号に基づき実際の空燃比が目標空燃比になるよう制御する制御手段を備え、前記内燃機関の吸気通路にキャニスタを連通して吸気通路にパージガスを導入するパージ通路を設け、このパージ通路途中にパージ制御弁を設けるとともにパージ制御弁の開閉状態を検出する開閉検知手段を設け、前記パージ制御弁が開放され且つ前記リヤ空燃比センサの出力電圧が設定電圧以下のときには、パージ制御弁が開放されてから一定時間経過した後、空燃比補正係数をパージガスが導入されない状態の空燃比補正係数よりも増加させるべく制御する機能を前記制御手段に設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 In an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, a catalyst is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, a front air-fuel ratio sensor is provided upstream of the catalyst, and a rear air-fuel ratio sensor is provided downstream of the catalyst. The air-fuel ratio control device is provided with control means for controlling the actual air-fuel ratio to be a target air-fuel ratio based on detection signals from the front air-fuel ratio sensor and the rear air-fuel ratio sensor, and communicates a canister to the intake passage of the internal combustion engine A purge passage for introducing purge gas into the intake passage, a purge control valve is provided in the middle of the purge passage, and an open / close detecting means for detecting the open / closed state of the purge control valve is provided, the purge control valve is opened and the rear When the output voltage of the air / fuel ratio sensor is lower than the set voltage, the air / fuel ratio correction coefficient is set to the purge There the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the function of controlling so as to increase than the air-fuel ratio correction coefficient in the state which is not introduced is provided to the control means.